Development of intraoperative realtime diagnostic imaging technique for brain tissue viability by using RGB camera

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04513
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Nishidate Izumi 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70375319)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小久保 安昭 山形大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40343074)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: RGBカメラ / 脳組織 / 生体臓器 / 組織バイアビリティ / 組織酸素飽和度 / リアルタイムイメージング / 術中モニター / 拡散反射イメージング

Outline of Final Research Achievements

We have developed a new imaging system integrated into the surgical microscope that supports the determination of tissue viability, such as blood flow in brain tissue, tissue oxygen saturation, and irreversible damage to brain tissue. Experiments with small animals have confirmed the validity of the proposed method and system. Furthermore, we conducted a verification test of real-time intraoperative viability monitoring in human cerebrovascular surgery, confirming the validity and usefulness of the developed method.

Free Research Field

生体医用光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で開発したシステムにより、執刀医の暗黙知や経験に依らない迅速な診断・治療が可能になり、安全性・治療成績の向上等の手術支援において有益な効果をもたらす。また、病気の予防や治療後の予後判定にも活用できる新しい診断法の開発にもつながり、患者のQOLを飛躍的に向上させることに貢献する。脳外科以外の領域の術中にも利用可能であり、様々な診療科において手術成績の大幅な向上と医療費の削減につながる。提案法により得られる組織バイアビリティは、デジタルデータとして収集・保存されるため、AIやICTを活用した革新的な手術支援ロボットや内視鏡システムの開発において、有用な教師データとして活用できる。